У квантовій фізиці квантові частинки мають властивість, відому як спин, але на відміну від фізичного обертання планети, квантовий спин є абстрактним, Спін визначає, як такі частинки, як електрони, поводяться в магнітних середовищах. Електрон може мати «спін-верх» або «спін-вниз», але це не простий напрямок — це квантовий стан, який може набувати лише певних значень, наприклад +1/2 або -1/2. Дивно, що обертання квантовано, що означає, що він ніколи не може бути між цими станами. Ця квантова природа спина є основою багатьох передових технологій, від квантових комп'ютерів до МРТ. Розуміючи обертання, ми розкриваємо глибші уявлення про поведінку матерії у найменших масштабах.
Як відомо в теоретичній фізиці, теорія поля все будується саме частинкою як першоосновою. Нас цікавить електродинаміка та рівняння Максвелла як першооснови електродинаміки.
Рівняння Максвелла – це набір чотирьох знаменитих формул, що описують поведінку електричного і магнітного полів. Зокрема, вони кажуть, яке електричне поле створюють електричні заряди і що магнітні заряди не існують. Вони також показують, яке магнітне поле створюється струмами і як змінюються магнітні поля породжує електричні поля. До всього іншого, з них слід існування електромагнітних хвиль!
Якщо позначити вектор електричного поля літерою Е, а магнітного – буквою В, якщо є0 і р0 – електрична і магнітна проникності відповідно, a J – вектор щільності струму.
Закон Гаусса для електрики: div D = ρ
Закон Гаусса для магнетизму (відсутність магнітних монополів): div B = 0
Закон електромагнітної індукції Фарадея: curl E = -dB/dt
Закон Ампера з додаванням Максвелла: curl H = dD/dt + J.
Немає коментарів:
Дописати коментар